Les orages et la foudre ont, depuis toujours, intrigué, ou inquiété les Hommes, qui en ont cherché une explication, quitte à la personnifier en des dieux dans les mythologies anciennes. Nous en avons aujourd'hui une explication bien plus rationnelle, même si tous les mécanismes ne sont pas entièrement élucidés ...
C'est l'Américain, Benjamin Franklin qui a montré, vers 1750, la nature électrique des éclairs, grâce à une expérience restée célèbre, utilisant un cerf-volant, une clé et une bouteille de Leyde (dispositif permettant d'accumuler de l'électricité statique).
Les orages ont lieu à cause de nuages énormes, appelés cumulonimbus, et même surnommés "Roi des nuages". Ces nuages se forment lors de grosses différences de température entre le sol et l'altitude. Ils sont noirs à leur base, très épais et parcourus en tous sens par des courants d'airs très violents, dus à ces différences de température, et qui ont pour résultat de créer d'importants frottements entre les particules d'eau constituant ces nuages, entrainant des échanges d'électrons entre ces particules d'eau.
Le mécanisme de répartition des charges n'est pas très bien connu, mais ce qui est certain, c'est que des particules chargées positivement (les plus légères) s'accumulent au sommet du nuage, alors que des particules négatives (les plus lourdes) s'accumulent en bas du nuage, ce qui a pour effet de charger positivement la surface du sol, par influence : les charges négatives au sont repoussées par la charge négative du nuage.
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Lorsque la tension électrique entre le nuage et le sol est suffisante (elle peut atteindre 100 millions de Volts !), une décharge électrique se produit : c'est l'éclair ! L'intensité du courant électrique peut varier de 1 000 A à 300 000 A !
Cependant, la plupart des éclairs se produisent à l'intérieur même du nuage, ou même entre nuages. C'est pourquoi, il arrive qu'on entende le tonnerre, sans observer d'éclair ...
Le tonnerre est le bruit produit par l'expansion brutale de l'air, très rapidement réchauffé lors de l'éclair. Sa température peut en effet atteindre 30 000°C !
La foudre est particulièrement attirée par les objets pointus ou en hauteur. En cas d'orage, il est donc fortement déconseillé de s'abriter sous un arbre, ou près d'une structure métallique. Une voiture constitue par contre une excellente protection !
Une "étoile filante" n'est pas à proprement parler une étoile, comme l'est notre Soleil, et qui se déplacerait à toute vitesse dans le ciel.
Certaines de ces étoiles filantes sont des poussières de comètes -qui sont des "boules" de glace et de poussières, se déplaçant dans le système solaire, et laissant derrière elles des trainées de débris -, d'autres sont des morceaux de roche (il peut arriver qu'on en retrouve des fragments sur Terre : les météorites)...
Lorsque ces poussières ou ces morceaux de roche approchent de la Terre, à une vitesse de plusieurs diaines de km/s, ils subissent d'énormes frottements avec l'atmosphère à une centaine de kilomètres d'altitude, ce qui a pour résultat de les échauffer très fortement et de les faire brûler.
Vidéo d'étoiles filantes :
Les étoiles filantes sont particulièrement nombreuses au début du mois d'août car, à cette époque de l'année, l'orbite de la Terre croise la trajectoire d'une comète appelée Swift Tuttle, qui a laissé derrière elle, une grande quantité de poussières ...
Les marées se traduisent par une variation du niveau des mers et des océans.
Marée montante au Cap Sizun, dans le Finistère, en Bretagne (accélérée 600 fois) :
Ce phénomène est dû à la fois à l'action de la Lune et du Soleil qui exercent une action attractive sur la Terre et tout ce qui s'y trouve (la gravitation), et de la force centrifuge due à la rotation de la Terre sur elle-même, la même que celle qui tend à nous projeter à l'extérieur d'un manège qui tourne...
L'intensité de la force centrifuge est la même partout sur Terre, mais l'intensité de l'attraction gravitationnelle dépend de la masse de l'astre et diminue avec la distance. L'action de la Lune est la plus importante, à cause de sa proximité avec la Terre, mais l'action du Soleil, à cause de sa masse très importante et malgré son éloignement de la Terre a un effet environ de moitié par rapport à celui de la Lune.
Les forces en présence :
Les marées seront plus ou moins marquées pendant le mois, selon la position de la Lune et du Soleil par rapport à la Terre :
L'axe de la Terre étant incliné, l'intensité du phénomène variera selon les saisons.
Voir l'explication astronomique des saisons :
Ainsi, les marées les plus importantes ont lieu aux moments des équinoxes de printemps et d'automne, car à ces moments, le Soleil est à la verticale de l'équateur.
Comme la Lune se retrouve à la même position par rapport à la Terre après 24 heures et 50 minutes, l'horaire de la marée se décale chaque jour de 50 minutes.
C'est Newton, au 17ème siècle, qui expliqua de façon satisfaisante la formation des arcs-en-ciel.
Il a en effet observé que la lumière du Soleil traversant un prisme de verre, était décomposée en toutes les lumières colorées d'un arc-en-ciel, qu'il définit arbitrairement en 7 couleurs : Rouge - Orange - Jaune - Vert - Bleu - Indigo - Violet. Chaque lumière colorée est déviée de façon légèrement différente par le prisme de verre, le rouge étant moins dévié que le violet.
La lumière du Soleil est donc un "mélange" de toutes les lumières colorées visibles par l'oeil humain.
Les gouttes d'eau se comportent comme le prisme et dispersent la lumière du Soleil en toutes ses composantes : chaque lumière colorée est déviée selon un angle légèrement différent, proche d'une valeur de visibilité maximale de 42° par rapport à l'observateur.
La lumière rouge est déviée de 42.4°, à l'opposé la lumière bleue est déviée de 40.5°.
Cela explique que l'observateur voie les lumières colorées déviées selon un arc de cercle, le rouge étant au sommet, et dont la moitié inférieure n'est pas visible puisque située sous le sol. Cependant, plus le Soleil est proche de l'horizon, plus l'arc-en-ciel sera haut. De la même façon, un observateur en altitude verra un arc-en-ciel plus grand qu'un observateur au niveau de la mer. En avion, il est même possible d'observer le cercle entier de l'arc en ciel !
L'angle d'observation étant fixé, il est impossible d'atteindre les pieds de l'arc-en-ciel, puisque celui-ci se déplace avec l'observateur !
